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細菌幫助創建殺死老虎機的濾水器

細節一RTG老虎機該研究結果刊登在《環境科學與技術》雜誌的封面上。(圖片來源:source.wustl.edu)

研究人員利用叛逆者細菌幫助他們構建了可以摧毀其他細菌的石墨烯濾水器他們說,他們的新型濾水器可淨化水的速度是目前市售超濾膜的兩倍。研究小組說,製造濾水器就像“用微生物進行3d打印”。

來自聖路易斯華盛頓大學和漢城國立大學的研究人員在該雜誌上寫了他們的工作。 環境科學與技術(以下引用).

世界上超過10%的人口缺乏基本的飲用水。到2025年,地球上所有人的一半將生活在缺水地區。

作者說,他們設計了一種淨化水的新膜技術。它還防止細菌和其他有害微生物的積累,即減少水流的生物污染。

為了建立這種過濾膜,他們使用了殺死其他有害微生物的細菌。水罐也很棒。查看不同的指南可以幫助您選擇適合日常使用的最佳水罐。

納米纖維素和氧化石墨烯

Young-Shin的Srikanth Singamaneni及其團隊共同開發了超濾膜。他們使用了細菌納米纖維素和氧化石墨烯。他們發現,細菌納米纖維素是持久,高效和環保的。

俊英申(Jin-Shin Jun)是能源,環境與化學工程教授。 Srikanth Singamaneni是機械工程與材料科學教授。他們倆都在華盛頓大學工程與應用科學學院工作。

吃角子老虎玩法濾水器可能使許多地區受益

他們的技術的放大版本可以使清潔飲用水短缺的幾個發展中國家受益。

幾乎所有膜污染的一半歸因於生物污染。消除生物污垢極具挑戰性。 Jun和Singamaneni教授致力於克服這一挑戰已經近五年了。

在這項研究之前,他們已經使用金納米星開發了其他膜。但是,他們希望設計一種使用便宜材料的產品。

給 漢遜氏糖桿菌 甜的東西

他們的新膜開始於向其中添加含糖物質 漢遜氏糖桿菌,一種細菌。當在水中時,細菌形成纖維素納米纖維。

然後,他們將GO(氧化石墨烯)薄片摻入細菌納米纖維素中。這是在成長過程中發生的。這實際上將GO截留在膜中,使其耐用且穩定。

GO摻入後,研究人員用鹼性溶液處理膜以殺死細菌。 漢森氏菌在此過程中,GO的氧原子被消除了。

當科學家將陽光照射到薄膜上時,還原的GO薄片會立即產生熱量。熱量散發到細菌納米纖維素和周圍的水中。

由殺菌細菌製成的濾水器

具有諷刺意味的是,他們使用也可以殺死細菌的細菌製造了膜。

Singamaneni教授說:

“如果要淨化其中含有微生物的水,膜中還原的氧化石墨烯可以吸收陽光,加熱膜並殺死細菌。”

研究人員將膜暴露於 大腸桿菌 菌。然後,他們在膜的表面上照亮一束光。

照了三分鐘後, 大腸桿菌 死了小組成員確定該膜迅速加熱到70°C(158°F)以上。在那個溫度下 大腸桿菌 細胞壁變壞。換句話說,在70℃以上,細菌死亡。

在所有細菌死亡後,科學家們有了一個原始的膜。他們還擁有高質量的納米纖維素纖維。他們的膜過濾水很快。實際上,在高工作壓力下,其速度是任何市售超濾膜的兩倍。

他們使用由細菌納米纖維素製成的膜重複了該實驗。但是,這次沒有減少的GO。的 大腸桿菌 後來沒有死。

(左)Srikanth Singamaneni教授。 (右)Young-Shin Jun。(圖片來源:聖路易斯華盛頓大學)

像使用微生物進行3d打印一樣

俊教授說:

“這就像用微生物進行3d打印。我們可以在細菌生長過程中向其添加任何我們喜歡的東西。”

“我們在與我們類似的不同pH條件下觀察了它電子老虎機規則相對於環境而言,這些膜比通過真空過濾或氧化石墨烯旋塗製備的膜要穩定得多。”

作者承認,在常規反滲透系統中實施此過程很費力。他們提出了類似於毛巾卷的系統-螺旋纏繞模塊系統。設計人員可以為其配備LEd或一種可以從液體流中捕獲機械能的納米發電機。流動會產生熱量和光,這將使其更具成本效益。

石墨烯和3d打印

3d打印

3d打印通過添加或創建對象老虎機贏錢 一層又一層地沉積。這是一種增材製造。

它與減法製造相反,減法製造卻相反-它去除了一些位。例如,您可能先從一塊金屬開始,然後逐漸將其削掉,直到獲得成品。

石墨烯

石墨烯是我們所知道的最堅固的材料。它比我們最堅固的鋼材強200倍以上。它也是世界上最輕最薄的材料,也是熱和電的最佳導體。

石墨烯是以六邊形晶格形式排列的單層純碳。科學家認為它是二維的(2d)對象,因為它是如此之薄。

引文

“光熱活性降低的氧化石墨烯/細菌納米纖維素複合材料作為耐生物污損的超濾膜,” 姜啟勝,deoukchen Ghim,Sisi Cao,Sirimuvva Tadepalli,Keng-Ku Liu,Hyuna Kwon,欒靜怡,於家敏,Young-Shin Jun和Srikanth Singamaneni。 環境科學與技術 2019,53(1),第412–421頁。 d老虎機術語OI:10.1021 / acs.est.8b02772。

視頻–石墨烯